标准节焊接机器人工作站方案

1、标准节焊接机器人工作站技术方案书需求单位（甲方）：承制单位（乙方）：成都佳士科技有限公司日 期：2011-6-21目 录第一部分焊件的基础资料和焊接要求说明21.被焊工件的基础资料22.焊接工艺及工艺要求33.焊接工艺对焊件的精度要求：3第二部分机器人工作站简介31.机器人工作简述：32.机器人工作站布局：（图中尺寸仅为参考）43.机器人工作站效果图：44.机器人工作站动作流程：5第三部分机器人工作站主要配置表：6第四部分机器人工作站主要配置简介71.FANUC Robot M-10iA弧焊机器人72.焊接电源OTC CPVE 500113.单轴变位机124.双轴变位机135. 焊接夹具136

2、. 机器人焊枪147. 防碰撞传感器158. 清枪站169. 冷却水箱1610. 电气控制系统：16第五部分技术文件17第六部分甲、乙双方责任171.甲乙双方责任：172.设备验收183.服务与承诺184.售后服务18第七部分其它18第一部分 焊件的基础资料和焊接要求说明1. 被焊工件的基础资料1.1 被焊工件名称：标准节焊接1.2 被焊工件尺寸范围：1508mm X 726mm X 726mm（以用户图纸为准）1.3 被焊工件焊缝形式：对接角焊缝1.4 被焊工件材质：Q235、Q3451.5 工件简图如下所示：2. 焊接工艺及工艺要求2.1 工件装卸方式：由于工件体积偏大，工件装卸采用吊装。

3、2.2 焊接工艺：焊接时采用单丝气体保护焊。焊接时，人工先将组对好的工件装夹在焊接变位机上，然后启动机器人进行焊接。焊接质量能够通过买方质量检验部门按照中国的国家标准或者买方的企业标准进行的检测。2.3 机器人配置FANUC电缆外置型机器人，焊接电源配置OTC数字电源进行焊接。3. 焊接工艺对焊件的精度要求：3.1 工件表面不得有影响焊接质量的油锈、水份；3.2 焊缝组对间隙小于0.5mm；3.3 工件装配后的重复位置精度不大于1.0mm3.4 不得有影响定位的流挂和毛刺等；第二部分 机器人工作站简介1. 机器人工作简述：本工作站采用单机器人双工位的焊接方式。由于工件焊缝为对接角焊缝，且工件焊

4、缝不集中，且分布位置复杂，因此将焊接工件放在和机器人协调运动的变位机上，再对其进行焊接。工作站主要包括弧焊机器人、焊接电源、焊接变位机(双轴与单轴焊接变位机) 、焊接夹具、清枪站、系统集成控制柜等组成。2. 机器人工作站布局：（图中尺寸仅为参考）3. 机器人工作站效果图：4. 机器人工作站动作流程：将点固好的工件在双轴变位机上装夹好启动机器人弧焊机器人开始起弧焊接焊接完毕将焊接好的工件吊装到单轴变位机上点焊好启动机器人焊接，以此类推，焊接完整个工件后，进行下一循环。（焊接同时变位机与机器人相协调）第三部分 机器人工作站主要配置表：序号名称型号及配置生产厂家数量备注一、弧焊机器人1弧焊机器人本体

5、及控制器型号：FANUC Robot M-10iAFANUC1套主要配置：标准配置机器人本体，有效负载 10kg；B箱体；示教器、附10m电缆；机器人与控制柜间电缆长7m；机器人标准中文操作系统； 二、焊接设备1焊接电源型号：OTC CPVE-500OTC1套主要配置：焊接电源、机器人送丝机、1.2送丝轮组、通讯电缆、三、周边设备1单轴焊接变位机承载工件及焊接所需工装(联动控制)FANUC成都佳士1套2双轴焊接变位机焊接所需工装成都佳士1套3焊接夹具手动夹紧成都佳士1套四、系统控制设备1控制系统配置：操作盒、配线盒， 成都佳士1套五、辅助装置1机器人焊枪RM 80W, 22度TBI1套2防碰撞

6、传感器KS-1TBI1套3清枪站清枪喷硅油(BRG2000)和剪丝装置 （DA2000）TBI1套4冷却水箱Be cool 2.2 with sensorTBI1套六、安全防护装置安全围栏配置：防弧光板，具体尺寸另定成都佳士1套第四部分 机器人工作站主要配置简介1. FANUC Robot M-10iA弧焊机器人FANUC 机器人M-10iA的组成 1) FANUC M-10iA 机械部分- 安装方式：地装- 关节方式：6 轴关节型 - 最大负荷 ： 10公斤- 运输方式：利用叉车或吊车2) R-30iA 控制器部分： 中英文显示- 基本配置 ： B型箱体- 电源输入： 380V / 3E-

7、Flash ROM 模块容量： 32MB- DRAM 模块容量： 32MB- CMOS RAM 模块容量： 3MB- USB存储功能- CF卡存储功能- 机器人控制电缆 7米（非柔性）- 示教盘电缆 10米- 备件 (保险丝， 后备电池)3) 软件 - 基本字库： 中英文- 焊接专用软件（ARC Tool）- M-10iA机器人控制软件- 数字伺服功能- 操作指令功能- 位置寄存器功能- 时间计数器功能- 外部程序选择功能- TCP 自动设定功能- 高灵敏度防碰撞检测功能 - CC-Link Interface （选配）- DeviceNet Master interface（选配）- 焊缝起

8、始点寻找（选配）- 焊缝跟踪（选配）- 多层多道焊（选配）4) 手册 - 焊接专用软件操作和设置手册 （中文一册）- M-10iA的机械维修手册 （英文一册）- R-30iA 控制器维修手册 （中文一册）机器人型号Robot modelM-10iA轴数Controlled axes6 axes最大运动半径Max. reach1420mm有效运动范围Stroke1066mm最大负载Max. load capacity at wrist10kg运动范围Motion rangeJ15.93rad (360deg)J24.36rad (250deg)J37.76rad (445deg)J46.63ra

9、d (380deg)J56.63rad (380deg)J612.57rad (720deg)最大运动速度Max. speedJ13.67rad/s (210deg/s)J23.32rad/s (190deg/s)J33.67rad/s (210deg/s)J46.98rad/s (400deg/s)J56.98rad/s (400deg/s)J610.47rad/s (600deg/s)重复精度Repeatability0.08mm机械本体重量Mechanical unit mass130kg运动范围2. 焊接电源OTC CPVE 500焊接系统选用日本OTC公司生产的OTC CPVE 50

10、02.1 采用OTC独特的波形控制方式，对Co2/MAG电弧现象进行最佳焊接电流波形控制；2.2 IGBT电子器件控制速度达到惊人的60KHZ；2.3 完美的起弧性能以及熔深控制功能，实现低飞溅焊接；2.4 丰富的焊接条件记忆储存功能，内含30条焊接规范记忆存储程序；2.5 人性化的按键锁保护功能和电弧特性模式设定功能；2.6 全数字控制软触键数字显示屏。CPVE 500焊接标准技术规格：项目规格/性能指标型号CPVE 500输入电压、频率3相，380V10%，50/60Hz输出电流范围30-500A暂载率100% 外形尺寸298X630X5563. 单轴变位机焊接变位机的主要作用是实现焊接过

11、程中将工件进行翻转变位，以便获得最佳的焊接位置，可很好地满足焊接质量及外观要求。变位机基座采用优质型材及钢板焊接而成，经过退火处理，质量精度可靠。翻转采用伺服电机驱动，减速机采用高精度减速机，精度可靠，速度可调，可与机器人实现联动。l 总体构成：主要由驱动头座、机座、夹具安装座、导电系统组成，各机构具体分述如下：l 驱动头座：由进口伺服马达及高精密减速机组成。 l 机座：由高强度钢板或是型材组焊，并经去应力退火。l 夹具安装座：由高强度钢组焊，焊后经精加工处理。l 技术参数：l 最大负载：500Kgl 最大翻转速度：15r/minl 翻转角度：200l 重复定位精度：500mm直径内0.2mm

12、4. 双轴变位机焊接变位机的主要作用是实现焊接过程中将工件进行翻转变位，以便获得最佳的焊接位置，可很好地满足焊接质量及外观要求。变位机基座采用优质型材及钢板焊接而成，经过退火处理，质量精度可靠。翻转采用伺服电机驱动，减速机采用高精度减速机，精度可靠，速度可调，可与机器人实现联动。l 总体构成：主要由翻转机构、回转机构、机座、导电系统组成，各机构具体分述如下：l 翻转机构（回转机构）：由进口伺服马达及高精密减速机组成。 l 机座：由高强度钢板或是型材组焊，并经去应力退火。l 技术参数：l 最大负载：500Kgl 最大翻转速度：3r/minl 最大回转速度：5r/minl 最大翻转角度：1005.

13、焊接夹具焊接夹具通过定位块、定位销作定位用，采用手动快速夹紧。定位及夹紧装置均要考虑机器人焊接的可达性，操作者装卸工件的方便性。 夹具采用整体式或组合式结构，拆装方便。任何设备和夹具，其使于寿命和易损件的快换是客户比较关注的问题，所以，一直以来，我公司对这个问题的考虑是比较周全的，对于定位，我公司通常将定位块单独制作，且采用特殊材料，并经热处理，如时间长定位件磨损，更换非常容易。6.机器人焊枪枪体外套管是由一整块特质高钢性不锈钢通过 CNC 设备整体加工而成，非常强壮，同时和内层枪管之间留有足够空间，当配合Tbi高吸能防碰撞传感器工作时，即使发生碰撞也不用重新校枪，机器人 TCP 点基本不变，

14、这样就节约了大量的机器人停机维护时间！使用 Tbi 机器人焊枪, 按照正确的操作规程，正常使用情况下, 我们向客户提供一年的主枪体 TCP 质保!传统焊枪的保护气只有一路，在保护气由喷嘴喷出时极易迅速散失，只能靠加大气体压力和流量来提高气保护效果。而Tbi 新一代机器人焊枪创新地采用两路保护气设计，外层通道的保护气成轴向气流，而内层通道的保护气成径向气流，在喷嘴内混合形成层流状保护。由于加强了保护气的流动控制，使得焊接中气保护效果非常优秀，焊缝质量高，同时，保护气用量也大大降低。通常焊枪焊接保护气用量需要1520升/分钟，而Tbi焊枪的保护气用量仅需610升/分钟。根据详细测算（请参考“TBI

15、 机器人焊枪节约气体成本的计算”），保守估计，使用Tbi机器人焊枪，一年仅保护气一项，一台机器人就能节约最少2万元的费用。同时两通道保护气可以到达焊枪内的多个部位，使焊枪的冷却效果得到加强，并且由于径向气流的存在，使得导电嘴也得到充分的冷却，避免导电嘴过度烧损，从而延长了导电嘴的寿命。另外Tbi创新推出的专利长寿命五星导电嘴，内孔不是圆形而是五边形。 其特点如下：超长使用寿命：采用高硬度复合铜材，内孔耐磨层硬度是普通导电嘴硬度的5-10倍，大大延长了导电嘴使用时间。焊接过程高度稳定：五边形内孔截面积比圆形更大，它的五个120度钝角可以容纳部分焊丝碎屑，不易堵丝，保证送丝通畅。引弧高度稳定：内孔

16、为五边形，可以始终保证与焊丝两条线接触，同时电能也因焊丝和导电嘴有两个接触点而被有效分散，最大程度避免因引弧电能过高产生的焊丝在导电嘴中凝结。因此，使用Tbi机器人焊枪，可以大大减少设备停机维护时间，降低用户长时间焊接生产的耗材用量、气体消耗等综合运行成本！l Tbi RM 80W技术参数冷却方式双路循环水冷暂载率100（10分钟考核周期）混合气时电流370500A焊丝直径1.0-1.2mm气体消耗量6升/分钟起气体导管两条，用于保护气和压缩空气通路重量约为0.70公斤电压等级L(IEC 60974-7 标准)当用户使用脉冲电源时暂载率会有所下降。特点：l 双路气管可以优化气体流通环境，提高了

17、气体流通量。l 易耗件的超长使用寿命。l 更优秀的双路水冷效果。l 更高的焊接能力。无需任何特殊工具,带有专用集尘罩，方便焊烟收集。 7.防碰撞传感器技术参数结构全机械轴向释放压力550N横行释放扭矩18.2Nm释放后复位自动复位能力在距离法兰300毫米处测量，偏差范围在0.01毫米内安全开关通常呈关闭状态，最大可达24V/A重量1.96公斤焊枪依靠预载弹簧实现准确定位，在碰撞发生时，弹簧弯曲后启动开关，机器人立即停止运行。由于碰撞脱离机构的屈从设计，碰撞发生后不需要对焊枪重新校验。特点：l 高稳定性。l TCP设置准确。l 具有全方向上的防撞安全性。l 弹簧屈从性能优越，确保了机器人的安全停

18、止。l 可以被用于所有的焊接切割领域。l 通过选择不同的焊枪把持方式，可以实现不同焊接位置上设备配备。l 可调节开关的触发力。l 电气开关不需要供电。8.清枪站Tbi 清枪喷硅油装置(BRG2000)和剪丝装置（DA2000）l Tbi清枪站的喷硅油装置采用了双喷嘴交叉喷射，使硅油能更好地到达焊枪喷嘴的内表面，确保焊渣与喷嘴不会发生死粘连。l Tbi清枪和喷硅油装置设计在同一位置，机器人只要一个动作就可以完成喷硅油和清枪的过程。l 在控制上，Tbi 清枪喷硅油装置仅需要一个启动信号，它就可以按照规定好的动作顺序启动。l Tbi剪丝装置采用焊枪自触发结构设计，不需要再使用电磁阀对它进行控制，简化

19、了电气布置。l Tbi剪丝装置可以单独安装，也可以安装在Tbi 清枪喷硅油装置上形成一体化设备，这样不仅节约了安装空间，也使气路的布置和控制变得非常简单。9.冷却水箱 技术参数冷却能力2200W冷却液温度最高60水流量最小0.25L/min,最大8L/min最大压力4 bar空气流量900m/h功率300W水箱容量5L热交换面积1.9m（在35bar时测得）泵离心泵特性黄铜回转体和主体件/不锈钢转轴/内部对流和电流保护尺寸230x270x530mm（长x宽x高）重量大约13kg(空)对于Tbi beCool2.2(Sensor) 带流量传感器开关可调范围0.5-3.3L/min最大负载250V

20、/0.3A10.电气控制系统：10.1系统集成说明：10.1.1全系统采用数字化处理，可通过通讯的方式和外界设备相连，程序间配置传感器检测动作信号，并程序动作顺序互锁，保证安全及可靠性。10.1.2在系统中设置有一系列检测装置和系统反馈装置。有情况发生时，系统将发出警报并且操作面板上指示灯亮。同时自动停焊停机。10.1.3电器元件中：重要元件（如继电器、开关按钮等）采用西门子、ABB、施耐德等知名品牌。其余采用进口或国产名厂品牌。10.1.4设备设有紧急停止开关，在紧急的情况下能立即停止设备的任何工作。10.1.5设备设有红（设备报警或故障）、黄（设备暂停）、绿（设备正在运行）三种故障报警指示

21、，并安装在设备明显位置。操作者能准确知道当前系统运第五部分 技术文件l 设备相关图纸：设备地基施工图、设备安装图、设备机械总图、电气控制原理图及接线图、设备发货清单各1套l 安装、维修用部件图纸1套l 外购件出厂合格证、使用说明书、保修卡1套l 产品合格证、设备易损件清单等各1套l 设备维修保养说明书1套第六部分 甲、乙双方责任1. 甲乙双方责任：甲方责任l 甲方负责设备在最终用户工厂的拆箱卸货，同时负责系统设备在工厂中的基本就位。l 甲方负责无偿提供在系统设备安装调试过程所需的通用工具，如：钢丝绳、软吊带、起重设备等。l 甲方负责将电源三相四线制，38010%V、压缩空气送至机器人焊接工作站。l 甲方负责在合同生效后二十天内将待焊工件寄到乙方公司所在地。乙方责任l 乙方负责设计制造上述设备组成中的所有设备。l 乙方负责提供完整的设备使用资料、技术资料l 乙方负责对